(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象層上にマスク層及び中間層が積層された基板を、処理空間内に収容し、該処理空間内で処理ガスのプラズマを発生させ、該プラズマを用いて前記基板にエッチング処理を施し、前記中間層及び前記マスク層を介して前記処理対象層にパターン形状を形成する基板処理方法において、
前記処理ガスとして酸素（Ｏ２）ガス及びＣＯＳガスを含む混合ガスを用い、前記混合ガスにおける前記ＣＯＳガスの割合を４．８〜９．１体積％とし、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、前記基板の温度を０℃以下として前記マスク層をエッチングするマスク層エッチングステップを有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記プラズマを発生させるための励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとすることを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記処理空間内の圧力は、５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記基板の温度は、−１０℃〜−２０℃であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記励起電力は、４５０Ｗ〜５５０Ｗであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記プラズマを前記基板に引き込むバイアス電力を０Ｗとすることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか1項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
処理対象層上にマスク層及び中間層が積層された基板を、上部電極と下部電極との間に形成された処理空間内に収容し、該処理空間内で処理ガスのプラズマを発生させ、該プラズマを用いて前記基板にエッチング処理を施し、前記中間層及び前記マスク層を介して前記処理対象層にパターン形状を形成する基板処理方法において、
前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、前記プラズマを発生させるための励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つ前記上部電極に−１５０〜−６００ｖの直流電圧を印加して前記マスク層をエッチングする第１ステップと、
前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、前記励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つ前記上部電極に印加する直流電圧を０Ｖとして前記マスク層をエッチングする第２ステップと、
を備えたマスク層エッチングステップを有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
前記第１及び第２ステップにおける処理空間内の圧力は、それぞれ５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）以下であることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記第１及び第２ステップにおける前記励起電力は、それぞれ４５０Ｗ〜５５０Ｗであることを特徴とする請求項７又は８記載の基板処理方法。
【請求項１０】
処理対象層上にマスク層及び中間層が積層された基板を、処理空間内に収容し、該処理空間内で処理ガスのプラズマを発生させ、該プラズマを用いて前記基板にエッチング処理を施し、前記中間層及び前記マスク層を介して前記処理対象層にパターン形状を形成する基板処理方法において、
前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、前記プラズマを発生させるための第１の励起電力を印加して前記マスク層をエッチングする第３ステップと、
前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、前記第１の励起電力よりも小さい第２の励起電力を印加して前記マスク層をエッチングする第４ステップと、
を備えたマスク層エッチングステップを有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
前記第１の励起電力及び前記第２の励起電力は、それぞれ２１００Ｗ〜１９００Ｗ、１６００Ｗ〜１４００Ｗであることを特徴とする請求項１０記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記マスク層エッチングステップは、さらに、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、前記第２の励起電力よりも小さい第３の励起電力を印加して前記マスク層をエッチングする第５ステップを有することを特徴とする請求項１０又は１１記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記第３の励起電力は、１１００Ｗ〜９００Ｗであることを特徴とする請求項１２記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記処理空間内の圧力は、それぞれ５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）以下であることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記処理ガスは、酸素（Ｏ２）ガス及びＣＯＳガスを含む混合ガスであることを特徴とする請求項７乃至１４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記混合ガスにおける前記ＣＯＳガスの割合は、４．８〜９．１体積％であることを特徴とする請求項１５記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記マスク層は、アモルファスカーボン膜であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク層としてアモルファスカーボン層を備えた基板にパターン形状を形成する基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基材上に酸化膜、有機膜からなる下層レジスト膜、反射防止膜（ＢＡＲＣ膜）等が積層された半導体デバイス用のウエハが知られている。ここで、下層レジスト膜は、酸化膜をエッチングする際のマスク層として機能する。
【０００３】
近年、半導体デバイスの小型化が進む中、ウエハの表面における回路パターンをより微細に形成するために、ホールとホールとの間が狭い狭ピッチ構造が適用されるようになった。このような狭ピッチ構造の回路パターンを形成するためには、半導体デバイスの製造過程において、有機膜からなる下層レジスト膜（以下、「マスク層」という。）におけるパターンの最小寸法を小さくすると共に、小さい寸法の開口部（ホール）を処理対象膜である酸化膜に正確に転写する必要がある。
【０００４】
このようなマスク層として機能するアモルファスカーボン膜（以下、「ＡＣＬ膜」という。）を備えたウエハを処理対象とする基板処理方法において、近年、ＡＣＬ膜を高エッチングレートで、且つ高選択比でエッチングするための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８０３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、マスク層におけるホールの断面の一部が広がるボーイングの発生を防止することについて何ら対策がなされておらず、マスク層であるＡＣＬ膜のホール形状がボーイング形状となり、これによってＡＣＬ膜の残膜量が不十分となり、隣接するホール間のＡＬＣ膜が倒れてホールの開口部が塞がれてしまい、結果として処理対象膜である酸化膜をエッチングすることできない事態を招くという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ホールの断面の一部が拡大するボーイング形状の発生を防止してマスク層に良好な垂直加工形状のホールを形成し、且つマスク層としての十分な残膜量を確保することができる基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理方法は、処理対象層上にマスク層及び中間層が積層された基板を、処理空間内に収容し、該処理空間内で処理ガスのプラズマを発生させ、該プラズマを用いて前記基板にエッチング処理を施し、前記中間層及び前記マスク層を介して前記処理対象層にパターン形状を形成する基板処理方法において、前記処理ガスとして酸素（Ｏ２）ガス及びＣＯＳガスを含む混合ガスを用い、前記混合ガスにおける前記ＣＯＳガスの割合を４．８〜９．１体積％とし、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、前記基板の温度を０℃以下として前記マスク層をエッチングするマスク層エッチングステップを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の基板処理方法は、請求項１記載の基板処理方法において、前記プラズマを発生させるための励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の基板処理方法は、請求項１又は２記載の基板処理方法において、前記処理空間内の圧力は、５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の基板処理方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記基板の温度は、−１０℃〜−２０℃であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の基板処理方法は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記励起電力は、４５０Ｗ〜５５０Ｗであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の基板処理方法は、請求項２乃至５のいずれか1項に記載の基板処理方法において、前記プラズマを前記基板に引き込むバイアス電力を０Ｗとすることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項７記載の基板処理方法は、処理対象層上にマスク層及び中間層が積層された基板を、上部電極と下部電極との間に形成された処理空間内に収容し、該処理空間内で処理ガスのプラズマを発生させ、該プラズマを用いて前記基板にエッチング処理を施し、前記中間層及び前記マスク層を介して前記処理対象層にパターン形状を形成する基板処理方法において、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、前記プラズマを発生させるための励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つ前記上部電極に−１５０〜−６００ｖの直流電圧を印加して前記マスク層をエッチングする第１エッチングステップと、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、前記励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つ前記上部電極に印加する直流電圧を０Ｖとして前記マスク層をエッチングする第２エッチングステップと、を備えたマスク層エッチングステップを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の基板処理方法は、請求項７記載の基板処理方法において、前記第１及び第２エッチングステップにおける処理空間内の圧力は、それぞれ５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）以下であることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の基板処理方法は、請求項７又は８記載の基板処理方法において、前記第１及び第２エッチングステップにおける前記励起電力は、それぞれ４５０Ｗ〜５５０Ｗであることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１０記載の基板処理方法は、処理対象層上にマスク層及び中間層が積層された基板を、処理空間内に収容し、該処理空間内で処理ガスのプラズマを発生させ、該プラズマを用いて前記基板にエッチング処理を施し、前記中間層及び前記マスク層を介して前記処理対象層にパターン形状を形成する基板処理方法において、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、前記プラズマを発生させるための第１の励起電力を印加して前記マスク層をエッチングする第３エッチングステップと、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、前記第１の励起電力よりも小さい第２の励起電力を印加して前記マスク層をエッチングする第４エッチングステップと、を備えたマスク層エッチングステップを有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の基板処理方法は、請求項１０記載の基板処理方法において、前記第１の励起電力及び前記第２の励起電力は、それぞれ２１００Ｗ〜１９００Ｗ、１６００Ｗ〜１４００Ｗであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の基板処理方法は、請求項１０又は１１記載の基板処理方法において、前記マスク層エッチングステップは、さらに、前記処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、前記第２の励起電力よりも小さい第３の励起電力を印加して前記マスク層をエッチングする第５エッチングステップを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の基板処理方法は、請求項１２記載の基板処理方法において、前記第３の励起電力は、１１００Ｗ〜９００Ｗであることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の基板処理方法は、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記処理空間内の圧力は、それぞれ５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）以下であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の基板処理方法は、請求項７乃至１４のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記処理ガスは、酸素（Ｏ２）ガス及びＣＯＳガスを含む混合ガスであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６記載の基板処理方法は、請求項１５記載の基板処理方法において、前記混合ガスにおける前記ＣＯＳガスの割合は、４．８〜９．１体積％であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１７記載の基板処理方法は、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の基板処理方法において、前記マスク層は、アモルファスカーボン膜であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、断面の一部が拡大するボーイング形状の発生を防止してマスク層に良好な垂直加工形状のホールを形成し、且つマスク層としての十分な残膜量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態に係る基板処理方法が適用される基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の基板処理装置においてプラズマ処理が施される半導体ウエハの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理方法を示す工程図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理方法を示す工程図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＡＣＬ膜に形成された開口部断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る基板処理方法が適用される基板処理装置の概略構成を示す断面図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）に所定のプラズマエッチング処理を施すものである。
【００２９】
図１において、基板処理装置１０は、ウエハＷを収容するチャンバ１１を有し、チャンバ１１内にはウエハＷを載置する円柱状のサセプタ１２が配置されている。チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって側方排気路１３が形成される。側方排気路１３の途中には排気プレート１４が配置されている。
【００３０】
排気プレート１４は多数の貫通孔を有する板状部材であり、チャンバ１１の内部を上部と下部に仕切る仕切板として機能する。排気プレート１４によって仕切られたチャンバ１１内部の上部（以下、「処理室」という。）１５には、後述するようにプラズマが発生する。また、チャンバ１１内部の下部（以下、「排気室（マニホールド）」という。）１６にはチャンバ１１内のガスを排出する排気管１７が接続されている。排気プレート１４は処理室１５に発生するプラズマを捕捉し、又は反射してマニホールド１６への漏洩を防止する。
【００３１】
排気管１７には、ＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）（共に図示省略）が接続され、これらのポンプはチャンバ１１内を真空引きして所定圧力まで減圧する。なお、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示省略）によって制御される。
【００３２】
チャンバ１１内のサセプタ１２には第１の高周波電源１８が第１の整合器１９を介して接続され、且つ第２の高周波電源２０が第２の整合器２１を介して接続されており、第１の高周波電源１８は比較的低い周波数、例えば、３ＭＨｚのバイアス用の高周波電力をサセプタ１２に印加し、第２の高周波電源２０は比較的高い高周波、例えば４０ＭＨｚのプラズマ生成用の高周波電力をサセプタ１２に印加する。これにより、サセプタ１２は電極として機能する。また。第１の整合器１９及び第２の整合器２１は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への印加効率を最大にする。
【００３３】
サセプタ１２の上部には、静電電極板２２を内部に有する静電チャック２３が配置されている。静電チャック２３は段差を有し、セラミックスで構成されている。
【００３４】
静電電極板２２には直流電源２４が接続されており、静電電極板２２に正の直流電圧が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック２３側の面（以下、「裏面」という。）には負電位が発生して静電電極板２２及びウエハＷの裏面の間に電界が生じ、この電界に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２３に吸着保持される。
【００３５】
また、静電チャック２３には、吸着保持されたウエハＷを囲むように、フォーカスリング２５が静電チャック２３の段差における水平部へ載置される。フォーカスリング２５は例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）によって構成される。
【００３６】
サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒流路２６が設けられている。冷媒流路２６には、チラーユニット（図示省略）から冷媒用配管２７を介して低温の冷媒、例えば、冷却水やガルデン（登録商標）が循環供給される。冷媒によって冷却されたサセプタ１２は静電チャック（ＥＳＣ）２３を介してウエハＷ及びフォーカスリング２５を冷却する。
【００３７】
静電チャック２３におけるウエハＷが吸着保持されている部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２８が開口している。伝熱ガス供給孔２８は、伝熱ガス供給ライン２９を介して伝熱ガス供給部（図示省略）に接続され、伝熱ガス供給部は伝熱ガスとしてのＨｅ（ヘリウム）ガスを、伝熱ガス供給孔２８を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給されたＨｅガスはウエハＷの熱を静電チャック２３に効果的に伝達する。
【００３８】
チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と処理室１５の処理空間Ｓを介して対向するようにシャワーヘッド３０が配置されている。シャワーヘッド３０は、上部電極板３１と、この上部電極板３１を着脱可能に釣支するクーリングプレート３２と、クーリングプレート３２を覆う蓋体３３とを有する。上部電極板３１は厚さ方向に貫通する多数のガス孔３４を有する円板状部材からなり、半導電体であるＳｉＣによって構成される。また、クーリングプレート３２の内部にはバッファ室３５が設けられ、バッファ室３５にはガス導入管３６が接続されている。
【００３９】
また、シャワーヘッド３０の上部電極板３１には直流電源３７が接続されており、上部電極板３１へ負の直流電圧が印加される。このとき、上部電極板３１は二次電子を放出して処理室１５内部におけるウエハＷ上において電子密度が低下するのを防止する。放出された二次電子は、ウエハＷ上から側方排気路１３においてサセプタ１２の側面を囲うように設けられた半導電体である炭化珪素（ＳｉＣ）や珪素（Ｓｉ）によって構成される接地電極（グランドリング）３８へ流れる。
【００４０】
このような構成の基板処理装置１０では、処理ガス導入管３６からバッファ室３５へ供給された処理ガスが上部電極板３１のガス孔３４を介して処理室１５内部へ導入され、導入された処理ガスは、第２の高周波電源２０からサセプタ１２を介して処理室１５内部へ印加されたプラズマ生成用の高周波電力によって励起されてプラズマとなる。プラズマ中のイオンは、第１の高周波電源１８がサセプタ１２に印加するバイアス用の高周波電源によってウエハＷに向けて引き込まれ、ウエハＷにプラズマエッチング処理を施す。
【００４１】
図２は、図１の基板処理装置においてプラズマ処理が施される半導体ウエハの構成を概略的に示す断面図である。
【００４２】
図２において、ウエハＷはシリコン基材５０の表面に形成された酸化膜５１と、該酸化膜５１上に順次積層されたＡＣＬ膜５２（アモルファスカーボン膜）、ＳｉＯＮ膜（ハードマスク膜）５３、反射防止膜（ＢＡＲＣ膜）５４、及びフォトレジスト膜５５とを有する。
【００４３】
シリコン基材５０は、シリコンからなる円盤状の薄板であり、例えば熱酸化処理等が施されて表面に酸化（ＳｉＯ２）膜５１が形成され、酸化膜５１上にＡＣＬ膜５２が形成される。ＡＣＬ膜５２は、マスク膜であり、下層レジスト膜として機能する。ＡＣＬ膜５２上に、ＣＶＤ処理又はＰＶＤ処理等が施されて表面にＳｉＯＮ膜５３が形成され、該ＳｉＯＮ膜５３上に、例えば塗布処理によって反射防止膜５４（ＢＡＲＣ膜）が形成される。ＢＡＲＣ膜５４は或る特定の波長の光、例えば、フォトレジスト膜５５に向けて照射されるＡｒＦエキシマレーザ光を吸収する色素を含む高分子樹脂からなり、フォトレジスト膜５５を透過したＡｒＦエキシマレーザ光がＳｉＯＮ膜５３又はＡＣＬ膜５２によって反射されて再びフォトレジスト膜５５に到達するのを防止する。フォトレジスト膜５５は、ＢＡＲＣ膜５４上に、例えばスピンコータ（図示省略）を用いて形成される。フォトレジスト膜５５はポジ型の感光性樹脂からなり、ＡｒＦエキシマレーザ光に照射されるとアルカリ可溶性に変質する。
【００４４】
このような構成のウエハＷに対し、所定のパターンに反転するパターンに対応したＡｒＦエキシマレーザ光がステッパー（図示省略）によってフォトレジスト膜５５に照射されて、フォトレジスト膜５５におけるＡｒＦエキシマレーザ光が照射された部分がアルカリ可溶性に変質する。その後、フォトレジスト膜５５に強アルカリ性の現像液が滴下されてアルカリ可溶性に変質した部分が除去される。これにより、フォトレジスト膜５５から所定のパターンに反転するパターンに対応した部分が取り除かれるため、ウエハＷ上には所定のパターンを呈するホールを形成する位置に開口部５６を有するフォトレジスト膜５５が残る。
【００４５】
その後、開口部５６が、順次反射防止膜としてのＢＡＲＣ膜５４、ハードマスク膜としてのＳｉＯＮ膜５３、マスク層としてのＡＣＬ膜５２に転写され、最終的に酸化膜５１に所定の開口幅を有するホールが形成される。
【００４６】
ところで、半導体デバイスにおける近年の小型化要求を満たすためには、ウエハＷに対して、ボーイング形状の発生を抑制した良好な垂直加工形状のホールを形成する必要があるが、比較的薄いマスク層が適用される近年のウエハＷのエッチングステップにおいて、ホールの断面の一部が拡大するボーイング形状の発生を防止してマスク層に良好な垂直加工形状のホールを形成することは必ずしも容易でない。
【００４７】
本発明者は、中間層としてのＢＡＲＣ膜５４、マスク層としてのＳｉＯＮ膜５３及びＡＣＬ膜５２を有するウエハＷにおける特にＡＣＬ膜５２に対し、ボーイング形状の発生を抑制して良好な垂直加工形状のホールを形成することができる基板処理方法を確立するために各種実験を行ったところ、
（１）処理ガスとしてＯ２ガスとＣＯＳ（硫化カルボニル）ガスとの混合ガスを用い、処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、基板の温度を０℃以下としてマスク層をエッチングすることにより、ボーイング形状の発生を防止してマスク層に良好な垂直加工形状のホールを形成できると共に、マスク層として十分な残膜量を確保できることを見出し、本発明に到達した。本発明において、プラズマを生成するための励起電力は４５０Ｗ〜８００Ｗであることが好ましい。
（２）また、本発明者は、処理ガスとしてＯ２ガスとＣＯＳ（硫化カルボニル）ガスとの混合ガスを用い、処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つ、上部電極に−１５０〜−６００ｖの直流電圧を印加して前記マスク層をエッチングする第１エッチングステップと、処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つ上部電極に直流電圧を印加しないでマスク層をエッチングする第２エッチングステップと、を備えたマスク層エッチングステップを施すことによって、ボーイング形状の発生を防止してマスク層に良好な垂直加工形状のホールを形成することができ、しかもマスク層として十分な残膜量を確保できることを見出し、本発明に到達した。
（３）さらに、本発明者は、処理ガスとしてＯ２ガスとＣＯＳ（硫化カルボニル）ガスとの混合ガスを用い、処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、第１の励起電力を印加してマスク層をエッチングする第３エッチングステップと、処理空間内の圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、第１の励起電力よりも小さい第２の励起電力を印加してマスク層をエッチングする第４エッチングステップと、を備えたマスク層エッチングステップを施すことによって、ボーイング形状の発生を防止してマスク層に良好な垂直加工形状のホールを形成でき、且つマスク層として十分な残膜量を確保できることを見出し、本発明に到達した。
【００４８】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理方法について詳述する。本処理は、基板処理装置１０のチャンバ１１において、基板処理用プログラムである基板処理レシピに応じて基板処理装置１０のシステムコントローラ（図示省略）が実行する。
【００４９】
この基板処理方法は、従来のマスク層エッチングステップに比べて、低圧、低温であって、プラズマを発生するための励起電力も低い、低励起電力のマスク層エッチングステップを有する。
【００５０】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理方法を示す工程図である。
【００５１】
図３において、まず、シリコン基材５０上に酸化膜５１、マスク層としてのＡＣＬ膜５２、ハードマスク膜としてのＳｉＯＮ膜５３、反射防止膜（ＢＡＲＣ膜）５４及びフォトレジスト膜５５が順に積層され、フォトレジスト膜５５が反射防止膜５４の一部を開口幅、例えば６０ｎｍで露出させる開口部５６を有するウエハＷを準備する（図３（Ａ））。そして、このウエハＷを基板処理装置１０（図１参照）のチャンバ１１内に搬入し、サセプタ１２上に載置する。
【００５２】
次いで、チャンバ１１内の圧力をＡＰＣバルブ（図示省略）等によって例えば７５ｍＴｏｒｒ（１．０×１０Ｐａ）に設定する。また、ウエハＷの温度を、例えば５０℃に設定する。そして、シャワーヘッド３０の上部電極板３１のガス孔３４からデポ性のガスであるＣＨＦ３ガスを流量、例えば３００ｓｃｃｍでチャンバ１１内へ供給する。そして、サセプタ１２に励起用電力として７５０Ｗ、バイアス電力として３００Ｗを印加すると共に、シャワーヘッド３０に−３００Ｖの直流電圧を印加する。このとき、ＣＨＦ３ガスが処理空間Ｓに印加された高周波電力によって励起されてプラズマになり、イオンやラジカルが発生する（図３（Ｂ））。これらのイオンやラジカルはフォトレジスト膜５５の表面又は開口部側壁面と衝突、反応し、当該部分にデポ５７を堆積させる（図３（Ｃ））。このとき、開口部５６の開口幅は、例えば４０ｎｍまで縮小（シュリンク）される。
【００５３】
次いで、開口幅が縮小された開口部５６を有するフォトレジスト膜５５を備えたウエハＷに対して、フォトレジスト膜５５に形成された開口部をアモルファスカーボン膜５２に転写するエッチング処理が施される。
【００５４】
すなわち、開口部５６の開口幅が縮小されたウエハＷが収容されたチャンバ１１内の圧力をＡＰＣバルブ（図示省略）等によって、例えば７５ｍＴｏｒｒ（１×１０Ｐａ）に設定し、ウエハＷの温度を、例えば５０℃に設定した後、シャワーヘッド３０の上部電極板３１のガス孔３４からＣＦ４ガスを流量２２０ｓｃｃｍでチャンバ１１内へ供給すると共に、ＣＨＦ３ガスを流量２５０ｓｃｃｍでチャンバ１１内へ供給する。そして、サセプタ１２に励起用電力として７５０Ｗ、バイアス電力として０Ｗを印加すると共に、シャワーヘッド３０に−３００Ｖの直流電圧を印加する。このとき、ＣＦ４ガス及びＣＨＦ３ガスが処理空間Ｓに印加された高周波電力によってプラズマになり、イオンやラジカルが発生する（図３（Ｄ））。これらのイオンやラジカルは反射防止膜５４におけるフォトレジスト膜５５によって覆われていない部分と衝突、反応し、反射防止膜５４及びその下層のＳｉＯＮ膜５３の当該部分をエッチングする。当該部分の反射防止膜５４及びＳｉＯＮ膜５３はＡＣＬ膜５２が露出するまでエッチングされる（図４（Ｅ））。
【００５５】
このようにして、ＢＡＲＣ膜５４及びＳｉＯＮ膜５３をエッチングした後、本基板処理方法における特徴的なエッチングステップであるマスク層エッチングステップに移行する。
【００５６】
マスク層エッチングステップにおいては、まず、チャンバ１１内の圧力をＡＰＣバルブ等によって、例えば５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）に設定する。また、ウエハＷの下部温度を、例えば−１０℃に設定する。そして、シャワーヘッド３０の上部電極板３１のガス孔３４からＯ２ガスを２００ｓｃｃｍ、ＣＯＳガスを１７ｓｃｃｍ（全処理ガス流量に対するＣＯＳガス流量の割合：７．８容量％）で混合したＣＯＳガス含有ガスをチャンバ１１内へ供給する。そして、サセプタ１２にプラズマ生成用の励起電力として、例えば４０ＭＨｚの高周波電力を５００Ｗで印加し、バイアス電力（３ＭＨｚ）を０Ｗとする。なお、上部電極としてのシャワーヘッド３０に直流電圧は印加させない。このとき、Ｏ２ガス及びＣＯＳガスが処理空間Ｓに印加された高周波電力によってプラズマになり、イオンやラジカルが発生する（図４（Ｆ））。
【００５７】
これらのイオンやラジカルはＡＣＬ膜５２と衝突、反応し、当該部分をエッチングする（図４（Ｇ））。当該部分のＡＣＬ膜５２は酸化膜５１が露出するまでエッチングされ、ＡＣＬ膜５２に、幅が、例えば４０ｎｍの開口部５６が形成される。このとき、フォトレジスト膜５５及び該フォトレジスト膜５５の開口部５６の側壁面及び上面に堆積したデポ５７並びに反射防止膜５４が同時に除去されるとともに、ＡＣＬ膜５２にボーイングのない、良好な垂直加工形状のホールが形成され、且つ下層の酸化膜５１をエッチングする際に必要となる十分な残膜量を確保することができる。なお、ＡＣＬ膜５２のエッチング時間は、例えば１８１ｓｅｃである。
【００５８】
図５は、マスク膜エッチングステップ終了後のＡＣＬ膜５２に形成された開口部断面を示す模式図である。図５において、ＡＣＬ膜５２には、ほぼ均等のホール径を有する多数の開口部５６が形成されている。ホール径ａは、例えば４０〜５０ｎｍであり、ホール間隔ｂは、例えば約３７ｎｍである。なお、アスペクト比は、例えば２０以上である。
【００５９】
次いで、ＡＣＬ膜５２がエッチングされたウエハＷが収容されたチャンバ１１内の圧力をＡＰＣバルブ等によって、例えば２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）に設定する。また、ウエハＷの上部温度を例えば９５℃、下部温度を例えば２０℃に設定する。そして、シャワーヘッド３０の上部電極板３１のガス孔３４からＣ６Ｆ６ガスを、例えば１２ｓｃｃｍ、Ｃ４Ｆ６ガスを２５ｓｃｃｍ、Ｃ４Ｆ８ガスを２０ｓｃｃｍ、Ａｒガスを２００ｓｃｃｍ、Ｏ２ガスを８５ｓｃｃｍで混合したＣ６Ｆ６ガス含有ガスをチャンバ１１内へ供給する。そして、サセプタ１２に４０ＭＨｚ、１７００Ｗの励起用電力、及びを３ＭＨｚ、４５００Ｗのバイアス電力を印加する。このとき、Ｃ６Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスが処理空間Ｓに印加された高周波電力によってプラズマになり、イオンやラジカルが発生する（図４（Ｈ））。これらのイオンやラジカルは酸化膜５１と衝突、反応し、当該部分をエッチングする。
【００６０】
このとき、ＡＣＬ膜５２及びＳｉＯＮ膜５３上に、Ｃ６Ｆ６ガスに起因するデポが堆積し、マスク層として機能する。従って、これらの膜の膜厚残量を確保しつつエッチングが進行し、これによって、酸化膜５１にも開口部５６のホール側面を膨らますことなく、ボーイング形状を回避して垂直加工形状が良好なホールが形成される（図４（Ｉ））。
【００６１】
次いで、酸化膜５１にボーイング形状のない垂直加工形状に優れたホールが形成されたウエハＷを別装置のアッシャー（Ａｓｈｅｒ）にかけてマスク層としてのＡＣＬ膜５２を取り除き、一連のエッチング処理を終了する。
【００６２】
本実施の形態によれば、マスク層エッチングステップにおける処理空間内の圧力（処理圧力）を従来技術に比べて低圧である５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）、基板の温度を従来技術に比べて低温である−１０℃〜−２０℃とし、且つプラズマ発生用の励起電力を５００ＷとしてＡＣＬ膜５２をエッチングするので、これらの後述する作用の相乗効果によって、ＡＣＬ膜５２において、開口部５６のホールの断面の一部が拡大するボーイング形状の発生を防止して良好な垂直加工形状のホールを形成することができ、マスク層として十分な残膜量を確保することができる。また、これによって、その後の酸化膜５１のエッチングステップにおいて、例えばトップビューが良好で、ボトムに歪みのない垂直形状に優れたホールを形成することができる。
【００６３】
本実施の形態において、マスク膜エッチングステップにおける処理空間Ｓの圧力は、従来技術の処理圧力、例えば２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）よりも低い、７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、好ましくは、５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）以下であり、通常、５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）〜７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）に設定される。これによって、処理空間Ｓ内のプラズマ中の分子密度が低くなり、分子の衝突によるイオン散乱が少なくなり、イオンのＡＣＬ膜５２のホール側壁に入射する入射角度が小さくなる。そして、イオンはホール内を主として鉛直方向下方に入射するようになり、イオンにおける側壁へのアタック力が小さくなり、もってボーイングが低減され、垂直加工形状が良好なホールが形成される。一方、処理圧力が７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）を超えると、ホール側壁に対するイオンの入射角度が十分に小さくならず、ホール側壁へのアタック力が増大し、ボーイングが発生し易くなる。したがって、処理圧力が、上記範囲内であれば、プラズマ中のイオンのホール内への入射角度が小さくなり、垂直加工形状に優れたホールを形成することができる。
【００６４】
本実施の形態において、マスク層エッチングステップにおけるウエハ温度は、従来のマスク層エッチングステップにおけるウエハ温度である、例えば２０℃よりも低温の０℃以下であり、好ましくは−１０℃〜−２０℃である。ウエハ温度を低くすることによって、ホールの深さ方向のエッチレートに比べて、横方向のエッチレートを低減してボーイングの発生を抑制することができる。ここで、ホールの深さ方向のエッチングは、主としてイオンの衝突によって進行するが、側壁方向のエッチングは、主としてホールの側壁に付着したイオンの熱量に支配されて進行する。従って、処理温度、すなわち処理中のウエハ温度を低くすることによって、ホールの深さ方向のエッチング量に比べて側壁方向のエッチング量が小さくなり、結果として垂直加工性に優れた開口部５６を形成することができる。一方、ウエハ温度が０℃を超えると、イオンがホールの側壁に付着した際の側壁方向へのエッチングレート低減効果が不十分となる。したがって、ウエハ温度が−１０℃〜−２０℃であれば、ホールの深さ方向に対するエッチングレートに比べて側壁方向へのエッチングレートを選択的に低減して、垂直加工性に優れたホールを形成することができる。
【００６５】
本実施の形態において、マスク膜エッチングステップにおけるプラズマを発生させるための励起電力は、従来技術における励起電力、例えば２０００Ｗよりも低く、４５０Ｗ〜８００Ｗであり、好ましくは４５０Ｗ〜５５０Ｗである。これによって、ホールの側壁に入射するエネルギが小さくなり、ボーイングを低減して垂直加工形状に優れた開口部５６を形成することができる。励起電力を上記範囲内にすることによって、ホールの深さ方向におけるエッチレートも小さくなるが、その分、エッチング時間を長くして所望の深さの開口部５６を形成した場合におけるホール側壁に対するエッチ量は励起電力を８００Ｗよりも大きくした場合に比べて格段に小さくなり、これによって、ボーイングのない、垂直加工性に優れた開口部５６を形成することができる。一方、励起電力が８００Ｗを超えると、ホールの側壁方向へのエネルギの低下量が不十分となって、ボーイングが発生する虞がある。本実施の形態において、励起用電力は、通常、４５０Ｗ〜５５０Ｗに調整される。この範囲であれば、ホールの深さ方向に対するエッチレートを極端に下げることなく、ホールの側壁方向のエッチレートを低減してホール断面が拡大するボーイングを抑制することができる。
【００６６】
本実施の形態において、マスク膜エッチングステップにおけるバイアス電力は０Ｗとする。すなわち、バイアス電力は印加させない。これによって、プラズマはセルフバイアス電圧のみによってウエハＷに引き込まれるようになる。従って、ＡＣＬ膜５２の残膜量を確保することができる。
【００６７】
本実施の形態において、酸素（Ｏ２）ガス及びＣＯＳガスを含む混合ガスにおけるＣＯＳガスの割合は、４．８〜９．１体積％であることが好ましい。これによって、例えば、スムージング効果によって、ホールの入り口部分の径が拡大するのを防止することができる。
【００６８】
本実施の形態において、基板処理装置として、下部２周波の基板処理装置を用いたが、これに限定されるものではなく、上部下部２周波の基板処理装置を用いて実行することもできる。
【００６９】
次いで、本発明における第２の実施の形態に係る基板処理方法について説明する。
【００７０】
本実施の形態が、第１の実施の形態と異なるところは、マスク層エッチングステップであり、その他のステップ、すなわち、シュリンクステップ、ＢＡＲＣ膜及びＳｉＯＮ膜エッチングステップ、マスク層エッチングステップ後の酸化膜エッチングステップは、第１の実施の形態と同様である。
【００７１】
以下、第２の実施の形態に関し、主として第１の実施の形態と異なるマスク層エッチングステップについて説明する。
【００７２】
第２の実施の形態におけるマスク膜エッチングステップは、処理圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、プラズマ発生用の励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つ上部電極（シャワーヘッド）３０に−１５０〜−６００ｖの直流電圧を印加する第１エッチングステップと、処理圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下、励起電力を４５０Ｗ〜８００Ｗとし、且つシャワーヘッド３０に印加する直流電圧を０Ｖ、すなわち、シャワーヘッド３０に直流電圧を印加しない第２エッチングステップとからなる。
【００７３】
まず、ＡＣＬ膜５２の一部が露出するまで反射防止膜５４及びＳｉＯＮ膜５３がエッチングされたウエハＷ（図４（Ｅ）参照）が収容されたチャンバ１１内の圧力を５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）、ウエハＷのボトム温度を２０℃とし、シャワーヘッド３０に−６００ｖの直流電圧を印加し、上部電極板３１のガス孔３４からＯ２ガス２００ｓｃｃｍと、ＣＯＳガス１７ｓｃｃｍの混合ガスをチャンバ１１内に供給し、この状態で、サセプタ１２に励起電力として、例えば４０ＭＨｚの高周波電力５００Ｗを印加し、バイアス電力を０Ｗとして第１エッチングステップを実行する。このとき、Ｏ２ガス及びＣＯＳガスが処理空間Ｓに印加された高周波電力によってプラズマになり、イオンやラジカルが発生する（図４（Ｆ）参照）。
【００７４】
次いで、所定時間経過後、第１エッチングステップにおけるエッチング条件のうち、シャワーヘッド３０に印加する直流電圧のみを０Ｖに代え、その他の条件はそのままにして第２エッチングステップを実行する。
【００７５】
発生したイオンやラジカルはＡＣＬ膜５２と衝突、反応し、当該部分をエッチングする（図４（Ｇ）参照）。当該部分のＡＣＬ膜５２は酸化膜５１が露出するまでエッチングされ、ＡＣＬ膜５２にボーイングのない、例えば開口径が４０ｎｍの垂直加工形状に優れたホールが形成される。また、下層の酸化膜５１をエッチングする際に必要となる十分な残膜量を確保することができる。
【００７６】
本実施の形態によれば、マスク層エッチングステップの第１エッチングステップにおいて、バイアス電力を０Ｗとしつつシャワーヘッド３０に直流電圧を印加するので、プラズマ密度が高くなり、ＳｉＯＮ膜５３上にデポが堆積し易くなり、該デポは保護膜として機能する。従って、ＳｉＯＮ膜５３における開口部５６の肩落ち（テーパー状になること）が防止され、ＡＣＬ膜５２の側壁へ入射するイオンが少なくなり、これによってボーイングの発生が抑制され、もって、良好な垂直加工形状のホールを形成することができる。また、マスク層としての残膜量を十分確保することもできる。
【００７７】
本実施の形態において、ＳｉＯＮ膜５３の開口部５６が肩落ち形状にならないメカニズムは必ずしも明確ではないが、デポがＳｉＯＮ膜５３上に堆積し、保護膜として機能すること、また、バイアス電力を０Ｗとしたので、イオンはセルフバイアス電圧のみによって引き込まれるため、イオンの引き込み量が低減し、ＳｉＯＮ膜５３の表面のスパッタリングが弱くなることによるものと考えられる。
【００７８】
本実施の形態において、マスク膜エッチングステップの第１エッチングステップに続いて、シャワーヘッド３０に直流電圧を印加しない第２エッチングステップを実行する。直流電圧を印加したエッチング（第１エッチングステップ）をそのまま継続すると、デポの堆積量が多くなりすぎて、エッチング対象であるＡＣＬ膜５２のホール径が狭くなってボトムＣＤを確保できなくなる。従って、本実施の形態においては、シャワーヘッド３０に直流電圧を印加する第１エッチングステップに続いて、直流電圧を印加しない第２エッチングステップを実行する。これによって、プラズマ密度を低下させてデポを抑制させるので、ＳｉＯＮ膜５３の表面のスパッタリングが優勢となる。これにより、ボトム径を確保することができる。
【００７９】
本実施の形態において、マスク膜エッチングステップにおける第１エッチングステップと第２エッチングステップとの処理時間は、例えばそれぞれ１２０ｓｅｃ及び８６ｓｅｃである。第１ステップと第２ステップの処理時間は、例えばＡＣＬ膜５２に形成するホール径にも依存するが、各処理時間及び第１ステップから第２ステップへの切り換えのタイミングは、同様のエッチング処理を繰り返し実行した経験等に基づいて決定される。
【００８０】
本実施の形態において、マスク膜エッチングステップにおける処理圧力を従来技術の処理圧力である、例えば２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）よりも低圧にすること、及びプラズマ発生用の励起電力を従来技術の励起電力である、例えば２０００Ｗよりも低パワーにすることは、第１実施の形態と同様であり、その適正範囲も第１の実施の形態と同様である。
【００８１】
次いで、本発明における第３の実施の形態に係る基板処理方法について説明する。
【００８２】
本実施の形態が、第１の実施の形態と異なるところは、マスク層エッチングステップであり、その他のステップは、第１の実施の形態と同様である。
【００８３】
以下、第３の実施の形態に関し、主として第１の実施の形態と異なるマスク層エッチングステップについて説明する。
【００８４】
第３の実施の形態におけるマスク層エッチングステップは、処理圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、プラズマ発生用の第１の励起電力を印加する第３エッチングステップと、処理圧力を７ｍＴｏｒｒ（９．３１×１０−１Ｐａ）以下とし、励起電力として第１の励起電力よりも小さい第２の励起電力を印加する第４エッチングステップとを有する。
【００８５】
すなわち、第３の実施の形態におけるマスク層エッチングステップにおいては、まず、ＡＣＬ膜５２の一部が露出するまで反射防止膜５４及びＳｉＯＮ膜５３がエッチングされたウエハＷ（図４（Ｅ）参照）が収容されたチャンバ内の圧力を５ｍＴｏｒｒ（６．６５×１０−１Ｐａ）、ウエハＷのボトム温度を２０℃とし、上部電極板３１のガス孔３４からＯ２ガス２００ｓｃｃｍとＣＯＳガス１７ｓｃｃｍの混合ガスをチャンバ１１内に供給し、この状態で、サセプタ１２にプラズマ発生用の励起電力として４０ＭＨｚの高周波電力２０００Ｗを印加し、バイアス電力を０Ｗとして第３エッチングステップを実行する。このとき、Ｏ２ガス及びＣＯＳガスが処理空間Ｓに印加された高周波電力によってプラズマになり、イオンやラジカルが発生する（図４（Ｆ）参照）。
【００８６】
次いで、所定時間経過後、第３エッチングステップにおけるエッチング条件のうち、励起電力のみを１５００Ｗとし、その他の条件はそのままにして第４エッチングステップを実行する。
【００８７】
発生したイオンやラジカルはＡＣＬ膜５２と衝突、反応し、当該部分をエッチングする（図４（Ｇ）参照）。当該部分のＡＣＬ膜５２は酸化膜５１が露出するまでエッチングされ、ＡＣＬ膜５２に、例えば４０ｎｍ幅の開口部５６が形成される。このとき、第３エッチングステップと第４エッチングステップとで励起電力を変化させたことにより、ホール壁面に入射するイオンの入射角度が変化し、これによってＡＣＬ膜５２のホール側面におけるボーイング発生位置が変化する。このように、ボーイングの発生する位置が異なるエッチングステップを組み合わせることにより、エネルギの高いイオンがホールへ入射する入射角度が変化し、ボーイング位置が分散する。従って、結果としてボーイングの発生が抑制される。
【００８８】
本実施の形態によれば、マスク層エッチングステップにおける第３エッチングステップ及び第４エッチングステップで、プラズマ発生用の励起電力を変化させ、ボーイングの発生位置が異なるエッチングステップを組み合わせたので、ホールの断面の一部が拡大するボーイングの発生を抑制してＡＣＬ膜５２に良好な垂直加工形状のホールを形成することができ、且つマスク層として十分な残膜量を確保することができる。
【００８９】
本実施の形態において、マスク層エッチングステップの第３エッチングステップ及び第４エッチングステップにおける励起電力は、大きい値から小さい値に変化させる。これによって、エネルギの高いイオンのホール入射角度及びプラズマ密度が変化し、もってボーイング位置が分散し、結果としてボーイングの発生が抑制される。また、ＳｉＯＮ膜５３のホールの肩落ちの影響を限りなく低減してボーイングの発生を効果的に抑制することができる。すなわち、励起電力を小さい値のステップから大きい値のステップに変化させると、前段の低い励起電力によるエッチングステップによってホールに若干の肩落ちがあった場合、後段において、肩落ち部分に高い励起電力に起因するエネルギの強いイオンが作用することになり、ホールの側壁へのアタック力が相対的に大きくなって、ボーイングが発生し易くなるが、本実施の形態においては、かかる事態を回避することができる。
【００９０】
本実施の形態において、マスク層エッチングステップにおける第３エッチングステップと第４エッチングステップの処理時間は、例えばそれぞれ６０ｓｅｃ及び８４ｓｅｃである。第３エッチングステップと第４エッチングステップの処理時間及び第３エッチングステップから第４エッチングステップへの切り換えのタイミングは、同様の処理を繰り返し実行した経験等に基づいて決定される。
【００９１】
本実施の形態において、マスク層エッチングステップにおける第４エッチングステップの後に、第２の励起電力よりも小さい第３の励起電力を印加する第５エッチングステップを設けることもできる。これによって、ボーイング位置が細かく移動するので、ボーイングの発生を効果的に抑制することができる。第１の励起電力及び第２の励起電力は、例えばそれぞれ２１００Ｗ〜１９００Ｗ、１６００Ｗ〜１４００Ｗである。また、第３の励起電力は、例えば１１００Ｗ〜９００Ｗである。また、マスク層エッチングステップは４段階ステップ以上からなるものであってもよい。この場合も、励起電力は順次高い値から低い値に変化させることが好ましい。これによって、ボーイングの発生を効果的に抑制することができる。
【００９２】
本実施の形態において、マスク層エッチングステップにおける処理圧力を従来技術の処理圧力である、例えば２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）よりも低圧にすることは、第１実施の形態と同様であり、その適正範囲も第１の実施の形態と同様である。
【００９３】
以上、本発明について、実施の形態を用いて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００９４】
また、上述した各実施の形態において、プラズマ処理が施される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等を含むＦＰＤ（Flat  Panel  Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
【００９５】
また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【００９６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９７】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００９８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【符号の説明】
【０１００】
１０  基板処理装置
１１  チャンバ
１２  載置台（サセプタ）
３０  シャワーヘッド
５０  シリコン基材
５１  酸化膜（ＳｉＯ２膜）
５２  ＡＣＬ膜（下層レジスト膜）
５３  ＳｉＯＮ膜
５４  ＢＡＲＣ膜
５５  フォトレジスト膜
５６  開口部
５７  デポ
【図１】
0005563860.tif 000002
【図２】
0005563860.tif 000003
【図３】
0005563860.tif 000004
【図４】
0005563860.tif 000005
【図５】
0005563860.tif 000006